Aktuelle internationale Nachrichten Unterricht & Lehre News Tourismus Travel Wire-News Aktuelle Nachrichten aus den USA

Wasser auf der Erde: Kam es wirklich aus Weltraumstaub?

Space Dust bringt Wasser auf die Erde
Geschrieben von Linda S. Hohnholz

Ein internationales Wissenschaftlerteam hat möglicherweise ein Schlüsselrätsel über den Ursprung des Wassers auf der Erde gelöst, nachdem es überzeugende neue Beweise gefunden hatte, die auf einen unwahrscheinlichen Schuldigen hinweisen – die Sonne.

Drucken Freundlich, PDF & Email

In einem neuen Artikel, der heute in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Naturastronomie, Ein Forscherteam aus Großbritannien, Australien und Amerika beschreibt, wie eine neue Analyse eines alten Asteroiden darauf hindeutet, dass außerirdische Staubkörner bei der Entstehung des Planeten Wasser zur Erde transportierten.

Das Wasser in den Körnern wurde von Weltraumverwitterung, ein Prozess, bei dem geladene Teilchen der Sonne, bekannt als Sonnenwind, die chemische Zusammensetzung der Körner veränderten, um Wassermoleküle zu produzieren. 

Der Fund könnte die seit langem gestellte Frage beantworten, woher die ungewöhnlich wasserreiche Erde die Ozeane hat, die 70 Prozent ihrer Oberfläche bedecken – weit mehr als jeder andere Gesteinsplanet in unserem Sonnensystem. Es könnte auch zukünftigen Weltraummissionen helfen, Wasserquellen auf luftlosen Welten zu finden.

Planetenforscher rätseln seit Jahrzehnten über die Quelle der Ozeane der Erde. Eine Theorie besagt, dass eine Art von wasserführendem Weltraumgestein, bekannt als Asteroiden vom Typ C, gebracht haben könnte Wasser zum Planeten im Endstadium seiner Entstehung vor 4.6 Milliarden Jahren.  

Um diese Theorie zu testen, haben Wissenschaftler zuvor den isotopischen „Fingerabdruck“ von Brocken von C-Asteroiden analysiert, die als wasserreiche kohlenstoffhaltige Chondrit-Meteoriten auf die Erde gefallen sind. Wenn das Verhältnis von Wasserstoff und Deuterium im Meteoritenwasser dem des terrestrischen Wassers entsprach, könnten Wissenschaftler schlussfolgern, dass Meteoriten vom C-Typ die wahrscheinliche Quelle waren.

Die Ergebnisse waren nicht ganz so eindeutig. Während die Deuterium-/Wasserstoff-Fingerabdrücke einiger wasserreicher Meteoriten tatsächlich mit dem Wasser der Erde übereinstimmten, stimmten viele nicht. Im Durchschnitt stimmten die flüssigen Fingerabdrücke dieser Meteoriten nicht mit dem Wasser überein, das im Erdmantel und in den Ozeanen gefunden wurde. Stattdessen hat die Erde einen anderen, etwas helleren isotopischen Fingerabdruck. 

Mit anderen Worten, während ein Teil des Wassers der Erde von Meteoriten des Typs C stammen muss, muss die sich bildende Erde Wasser von mindestens einer weiteren isotopenlichten Quelle erhalten haben, die irgendwo anders im Sonnensystem entstand. 

Das von der University of Glasgow geleitete Team verwendete ein hochmodernes Analyseverfahren namens Atomsondentomographie, um Proben von einer anderen Art von Weltraumgestein, bekannt als S-Typ-Asteroid, zu untersuchen, die näher an der Sonne kreisen als C-Typen. Die von ihnen analysierten Proben stammten von einem Asteroiden namens Itokawa, der von der japanischen Raumsonde Hayabusa gesammelt und 2010 zur Erde zurückgebracht wurde.

Mit der Atomsondentomographie konnte das Team die atomare Struktur der Körner Atom für Atom vermessen und einzelne Wassermoleküle nachweisen. Ihre Ergebnisse zeigen, dass durch die Weltraumverwitterung eine beträchtliche Menge Wasser direkt unter der Oberfläche von staubgroßen Körnern aus Itokawa produziert wurde. 

Das frühe Sonnensystem war ein sehr staubiger Ort und bot viele Möglichkeiten, Wasser unter der Oberfläche von Staubpartikeln im Weltraum zu produzieren. Dieser wasserreiche Staub, so vermuten die Forscher, wäre zusammen mit Asteroiden vom Typ C als Teil der Lieferung der Ozeane auf die frühe Erde geregnet.

Dr. Luke Daly von der School of Geographical and Earth Sciences der University of Glasgow ist der Hauptautor des Artikels. Dr. Daly sagte: „Die Sonnenwinde sind Ströme von hauptsächlich Wasserstoff- und Heliumionen, die ständig von der Sonne in den Weltraum strömen. Wenn diese Wasserstoffionen auf eine luftleere Oberfläche wie einen Asteroiden oder ein Staubpartikel im Weltraum treffen, dringen sie einige zehn Nanometer unter die Oberfläche, wo sie die chemische Zusammensetzung des Gesteins beeinflussen können. Im Laufe der Zeit kann der "Weltraumverwitterungseffekt" der Wasserstoffionen genügend Sauerstoffatome aus Materialien im Gestein ausstoßen, um H . zu erzeugen2O – Wasser – gefangen in Mineralien auf dem Asteroiden.

„Entscheidend ist, dass dieses vom Sonnenwind abgeleitete Wasser, das vom frühen Sonnensystem produziert wird, isotopisch leicht ist. Das deutet stark darauf hin, dass feinkörniger Staub, der vom Sonnenwind aufgewirbelt und vor Milliarden von Jahren in die sich bildende Erde gezogen wurde, die Quelle des fehlenden Wasserreservoirs des Planeten sein könnte.“

Prof. Phil Bland, ein John Curtin Distinguished Professor an der School of Earth and Planetary Sciences der Curtin University und Co-Autor des Artikels, sagte: „Mit der Atomsondentomographie können wir einen unglaublich detaillierten Blick in die ersten 50 Nanometer oder so der Oberfläche werfen von Staubkörnern auf Itokawa, das die Sonne in 18-Monats-Zyklen umkreist. Dadurch konnten wir sehen, dass dieses Fragment des weltraumverwitterten Randes genug Wasser enthielt, das, wenn wir es vergrößerten, etwa 20 Liter pro Kubikmeter Gestein ausmachen würde.“

Co-Autorin Prof. Michelle Thompson vom Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences der Purdue University fügte hinzu: „Diese Art von Messung wäre ohne diese bemerkenswerte Technologie einfach nicht möglich gewesen. Es gibt uns einen außergewöhnlichen Einblick, wie winzige Staubpartikel, die im Weltraum schweben, uns helfen könnten, die Bücher über die Isotopenzusammensetzung des Wassers der Erde auszugleichen und uns neue Hinweise zu geben, um das Geheimnis seiner Entstehung zu lösen.“

Die Forscher achteten sehr darauf, dass die Ergebnisse ihrer Tests korrekt waren, und führten zusätzliche Experimente mit anderen Quellen durch, um ihre Ergebnisse zu überprüfen.

Dr. Daly fügte hinzu: „Das Atomsonden-Tomographiesystem der Curtin University ist Weltklasse, aber es war nie wirklich für die Art der Wasserstoffanalyse verwendet worden, die wir hier durchführten. Wir wollten sicher sein, dass die Ergebnisse, die wir sahen, korrekt waren. Ich präsentierte unsere vorläufigen Ergebnisse auf der Lunar and Planetary Science Conference im Jahr 2018 und fragte, ob irgendwelche anwesenden Kollegen uns helfen würden, unsere Ergebnisse mit eigenen Proben zu validieren. Zu unserer Freude boten Kollegen des NASA Johnson Space Center und der University of Hawai'i an den Universitäten Mānoa, Purdue, Virginia und Northern Arizona sowie den nationalen Labors von Idaho und Sandia ihre Hilfe an. Sie gaben uns Proben ähnlicher Mineralien, die mit Helium und Deuterium statt mit Wasserstoff bestrahlt wurden, und aus den Ergebnissen der Atomsonden dieser Materialien wurde schnell klar, dass das, was wir in Itokawa sahen, außerirdischen Ursprungs war.

„Die Kollegen, die ihre Unterstützung bei dieser Forschung angeboten haben, sind wirklich ein Dreamteam für die Weltraumbewitterung, daher sind wir sehr gespannt auf die Beweise, die wir gesammelt haben. Es könnte die Tür zu einem viel besseren Verständnis davon öffnen, wie das frühe Sonnensystem aussah und wie die Erde und ihre Ozeane entstanden sind.“

Professor John Bradley von der University of Hawai'i in Mānoa, Honolulu, ein Co-Autor des Papiers, fügte hinzu: Noch vor einem Jahrzehnt war die Vorstellung, dass die Sonnenwindeinstrahlung für die Entstehung von Wasser im Sonnensystem relevant ist, relevant , viel weniger relevant für die Ozeane der Erde, wäre mit Skepsis aufgenommen worden. Indem zum ersten Mal gezeigt wird, dass Wasser produziert wird in-situ auf der Oberfläche eines Asteroiden baut unsere Studie auf den sich ansammelnden Beweisen auf, dass die Wechselwirkung des Sonnenwinds mit sauerstoffreichen Staubkörnern tatsächlich Wasser produziert. 

„Da Staub, der vor dem Einsetzen der planetesimalen Akkretion im gesamten Sonnennebel reichlich vorhanden war, unweigerlich bestrahlt wurde, ist das durch diesen Mechanismus produzierte Wasser direkt relevant für die Entstehung von Wasser in Planetensystemen und möglicherweise für die isotopische Zusammensetzung der Ozeane der Erde.“

Ihre Schätzungen darüber, wie viel Wasser in vom Weltraum verwitterten Oberflächen enthalten sein könnte, legen auch nahe, dass zukünftige Weltraumforscher Wasservorräte selbst auf den scheinbar trockensten Planeten herstellen könnten. 

Co-Autorin Professor Hope Ishii von der University of Hawaii in Mānoa sagte: „Eines der Probleme der zukünftigen Erforschung des Weltraums besteht darin, wie Astronauten genug Wasser finden werden, um sie am Leben zu erhalten und ihre Aufgaben zu erfüllen, ohne es auf ihrer Reise mitzunehmen.“ . 

„Wir halten es für vernünftig anzunehmen, dass derselbe Weltraumverwitterungsprozess, der das Wasser auf Itokawa geschaffen hat, auf vielen luftleeren Welten wie dem Mond oder dem Asteroiden Vesta bis zu einem gewissen Grad stattgefunden hat. Das könnte bedeuten, dass Weltraumforscher möglicherweise frisches Wasser direkt aus dem Staub auf der Planetenoberfläche verarbeiten können. Es ist aufregend zu denken, dass die Prozesse, die die Planeten gebildet haben, dazu beitragen könnten, das menschliche Leben zu unterstützen, wenn wir über die Erde hinausreichen.“ 

Dr. Daly fügte hinzu: „Das Artemis-Projekt der NASA macht sich auf den Weg, eine dauerhafte Basis auf dem Mond zu errichten. Wenn die Mondoberfläche ein ähnliches Wasserreservoir hat, das durch den Sonnenwind gewonnen wird, den diese Forschung auf Itokawa entdeckt hat, wäre dies eine enorme und wertvolle Ressource, um dieses Ziel zu erreichen.“

Das Papier des Teams mit dem Titel 'Solar Wind Contribution's to the Earth's Oceans' wird veröffentlicht in Naturastronomie. 

Forscher der University of Glasgow, Curtin University, University of Sydney, University of Oxford, University of Hawai'i at Mānoa, Natural History Museum, Idha National Laboratory, Lockheed Martin, Sandia National Laboratories, NASA Johnson Space Center, die University of Virginia, die Northern Arizona University und die Purdue University trugen alle zu dem Papier bei. 

Drucken Freundlich, PDF & Email

Über den Autor

Linda S. Hohnholz

Linda Hohnholz ist Chefredakteurin von eTurboNews für viele Jahre.
Sie liebt es zu schreiben und achtet auf Details.
Sie ist auch für alle Premium-Inhalte und Pressemitteilungen verantwortlich.

Hinterlasse einen Kommentar